液压马达空载排量测量装置设计

　　引言

　　液压马达排量是指液压马达输出轴每旋转一圈，液压马达吸人的液压油的体积，而液压马达的空载排量，系指液压马达输出轴无负载，其输人压力不超过额定压力的10%或1 MPa的工况下的排量。在液压马达性能测试过程中，液压马达空载排量测量准确与否是测试液压马达机械效率和总效率等性能参数的基础，是被试液压马达几个参数测量中最重要的参数，应采用最准确的可行的方法来测定。国标GB7936-87有了详细的规定，对于液压马达空载排量测定的实验数据，国标中的计算公式为:

　　式中V_i—空载排量，mL/r;

　　n_j—实际转速，r/min ;

　　N—转速测量档数;

　　q_vie一有效输人流量，L/min。

　　这是一个用最小二乘法拟合的方程，其直线的斜率即为测试液压马达的空载排量。

　　该方法理论上能很精确的测量液压马达的排量，但由于涡轮或齿轮流量计在测试液压马达低速运行时测量误差较大，并且转速的检测采用F/V模块(频率转电压)容易受环境温度的影响，难于精确测量，在液压马达空载排量测定时这两个物理量的检测精度将直接影响液压马达空载排量测定的精度。

　　基于此，本文回避对流量与转速的直接测量，采用Inte18253可编程计数器、计量油箱和红外线液位计等器件测量液压马达转过的转数和流过液压马达液压油的体积。由此，设计了液压马达排量测量装置。

　　1.测量装置的工作原理

　　该装置通过在测试液压马达输出轴上安装一个Z=360齿的脉冲盘，并采用光电开关将脉冲盘转过的齿数转换为0—SV的脉冲矩形波，由Inte18253计数器检测脉冲盘转过的脉冲数n。n/Z即为液压马达转过的转数。同时，通过计量油箱与红外线液位计检测出对应于液压马达转过的n个齿数流人液压马达进油口的液压油总体积。通过测得的液压油总体积与测试液压马达转过转数的比值得出测试液压马达的排量。该装置主要由Inte18253计数器、光电开关、计量油箱、脉冲盘、红外线液位计及相关硬件电路组成。其设计原理如图1所示，图2为该装置的结构图，其工作原理如下所述。

　　采用2个红外线液位计检测计量油箱中的油位，当测试液压马达在液压油源的压力下，液压马达进油口压力开始升高，当液压马达进油口压力达到足以克服液压马达内部摩擦副的阻力时(液压马达空载转动的压力一般不会超过1 MPa )，液压马达开始转动，将液压马达出油口与泄漏口接到计量油箱，随着测试液压马达的转动，计量油箱的液位开始升高，为了防止液压马达出油口的压力使计量油箱中的液位出现扰动，在液位0设了一个过滤网，使得当液位到达液位计1位置时液面平稳，不影响液位的测量精度。当液位上升到液位计1时，液位计1发出一个高电平到In-te18253计数器的GATE引脚，计数器开始计数，随着液压马达的转动，计量油箱中的液压油液位从液位计1位置上升到液位计2位置，当液位到达液位计2位置时，液位计2发出一个低电平到Inte18253计数器的GATE引脚，计数中断，测试液压马达输出轴脉冲盘转过的脉冲数n。从液位1到液位2液压油的体积V由计量局专用设备标定。由此可得出液压马达排量